Paratoner Nedir, Nasıl Çalışır?
18. yüzyılın en önemli bilim insanlarından biri olan Benjamin Franklin tarafından geliÅŸtirilen paratonerler yüksek enerji akışının olduÄŸu yıldırımlara karşı koruma saÄŸlayan yapılardır. Bu yazımızda bulutlardaki elektrik yükünü topraÄŸa aktarmayı saÄŸlayan paratonerlerin yapısından ve çalışma prensibinden bahsettik.
Paratoner Nedir, Nasıl Çalışır?
Paratoner Nedir, Nasıl Çalışır?
18. yüzyılın en önemli bilim insanlarından biri olan Benjamin Franklin tarafından geliÅŸtirilen paratonerler yüksek enerji akışının olduÄŸu yıldırımlara karşı koruma saÄŸlayan yapılardır. Bu yazımızda bulutlardaki elektrik yükünü topraÄŸa aktarmayı saÄŸlayan paratonerlerin yapısından ve çalışma prensibinden bahsettik.
Ä°lk olarak 1749 yılında ABD’li bilim insanı Benjamin Franklin tarafından geliÅŸtirilen paratonerler günümüzde inÅŸa edilen yapıların yıldırım düÅŸmelerine karşı korunmasında yaygın olarak kullanılmakta. Fiziksel yapı olarak binaların tepelerinde gördüÄŸümüz gibi bir çubuÄŸun ucuna tutturulmuÅŸ sivri bir metalden oluÅŸmaktadır. Çubuk, yapıların elektrik iletim hatlarından bağımsız bir ÅŸekilde alüminyum veya bakır bir kablo ile topraÄŸa gömülü olan bir iletken ızgaraya baÄŸlanır. Peki bu paratoner nasıl oluyor da yıldırımlardan gelen o yüksek enerjiyi üzerine çekebiliyor?
• Paratonerin ucu neden sivri?
• Paratonerler neden olabildiÄŸince yüksek noktalara konuluyor?
Bu soruları merak ediyorsanız cevapları içeriÄŸimizin devamında.
Paratonerler günümüzde birçok bina, ev, fabrika, kule ve hatta uzay aracı fırlatma rampalarında sıklıkla kullanılmaktadırlar. Öncelikle görmeye aÅŸina olduÄŸumuz bu sistemi oluÅŸturan parçalardan bahsedelim.
Paratonerlerin BileÅŸenleri
Paratonerlerdeki gördüÄŸümüz o çubuklar sistemin bütününde büyük bir öneme sahip gibi görünse de aslında sistem kurulumunda en az öneme sahip parçalardan biridir. Paratonerlerin ana olarak 3 ana bileÅŸenleri vardır.
1) Çubuklar(Hava Terminalleri)
Yıldırımın deÅŸarjını saÄŸlamak için terminal olarak görevlendirilmek üzere tasarlanmış küçük dikey çıkıntılar. Çubuklar farklı ÅŸekil ve boyutlarda tasarlanabilmektedir. Yaygın kullanım olarak çoÄŸu uzun ucu sivri bir çubuk ve pürüzsüz parlatılmış bir küre ile donatılmaktadır.
2) Ä°letken Kablolar
Kablolar tepeden topraÄŸa ÅŸimÅŸek akımını ileten ağır yapılardır. Kablolar üst kısımlarda ve çatı kenarlarında gezinir. Ardından bulunduÄŸu yapının altında bir ya da birkaç köÅŸeden topraÄŸa baÄŸlanır.
3) Zemin Çubukları
Uzun, kalın ve ağır zemin çubukları topraklamayı yapması amacıyla korunan yapının etrafında topraÄŸa gömülür. Yapının korumasının saÄŸlanması için iletken kablolar bu çubuklara baÄŸlanır.
Paratonerlerin Yapabildikleri ve Yapamadıkları
Yıldırımdan koruma sistemlerinin amacı bir binayı içindeki elektrik tesisatını, içindeki elektronik cihazları ve sakinleri de dahil olmak üzere doÄŸrudan ÅŸimÅŸek çakmalarına karşı korumaktır. ÅžimÅŸekteki enerjinin boÅŸaltılması için enerjinin zemine güvenli bir yol izleyerek geçiÅŸ yapması gerekir.
Kulaktan duyma efsanelerin aksine paratonerler yıldırımları çekmezler. Paratoner sistemlerinin çubukları yıldırımları çekmekten öte etkileÅŸim meydana geldiÄŸinde yüksek elektrik akımını yönetmek, zemine daha düÅŸük dirençli bir yoldan gitmesini saÄŸlamaktadırlar. Yıldırım bulunulan alan üzerine düÅŸerse sistem çevreye zarar verecek elektrik akımını yapılardan uzaÄŸa güvenli bir ÅŸekilde götürerek topraÄŸa akıtmaya çalışır. Yani sanılanın aksine o bölgeyi yıldırım düÅŸmesi olayından koruyamaz veya olayı engelleyemezler.
Sistem yüksek enerjili bir akım darbesi taşır. Bu akımın kapasitesi düÅŸük veya eskimiÅŸ, yıpranmış iletkenlerle temasa geçmesi halinde iletkenlerde yüksek ısılar hasara meydan olabilirler. Paratoner sistemlerinde kullanılan çubuklar ve iletkenlerin enerji taşıma kapasiteleri oldukça yüksektir ve bu sayede herhangi bir yüksek ısıya maruz kalmaksızın akımın topraÄŸa akmasını saÄŸlarlar.
Paratoner Nasıl Çalışır?
Zemine ulaÅŸmak için belirlenmiÅŸ bir akım yolu olmayan yapılara yıldırım düÅŸmesi durumunda enerji evin ya da binanın tesisatı içerisindeki mevcut herhangi bir iletkenden yol almayı tercih edebilir. Bu yollara telefon hatları, kablolar, elektrik hatları, çelik çerçeveli su ve gaz boruları da dahildir.
Yıldırımdan kaynaklı enerji paratoner olmayan yapılarda genellikle bu yollardan birini takip eder fakat bazen daha iyi topraklanmış bir iletkene atlayabilmek için havadan ark yolu ile iletime de geçebilir. Bu geçiÅŸ, enerjinin topraÄŸa akabileceÄŸi daha düÅŸük dirençli bir bulmasından dolayı kaynaklanır. Paratonerlerin çalışma prensipleri ve kurulum ÅŸekilleri de bu prensibe göre gerçekleÅŸmektedir. Yıldırımlar paratonerin olduÄŸu bölgelerde deÅŸarj olmak için çok düÅŸük dirençli bir yol olan paratonerlerin takılı olduÄŸu iletim hattını seçerler. Bu ÅŸekilde yüksek akımın evdeki sistemlere zarar vermeden topraÄŸa akması saÄŸlanır.
AÅŸağıdaki resimlerde paratoner sistemi kullanılmayan ve kullanılan iki evde yıldırım düÅŸmesi anında oluÅŸabilecek akımlar hareketli resim olarak gösterilmiÅŸtir. Soldaki resimde görülen evde, yıldırım daha düÅŸük dirençli bir yol bulamamasından dolayı evin havalandırma pervanesinin baÄŸlı olduÄŸu iletkeni tercih edip oradan evdeki iletim hattına giriyor. Ardından iletim hattından daha düÅŸük bir yol olarak iletken su tesisatına havadan atlama yapıyor. SaÄŸdaki resimde ise çatıya monte edilmiÅŸ bir yıldırımsavar sayesinde yıldırım, direk olarak evin en yüksek noktasına(Yıldırımın geldiÄŸi yöne en yakın nokta) atlayarak oradan topraklanmış paratoner sistemiyle enerjisini topraÄŸa aktarıyor.
Sistemlerde kullanılan çubuÄŸun yüksekliÄŸi yapıların olabildiÄŸince en yüksek noktası olarak seçilir ki yıldırım paratoner çubuÄŸundan önce bir iletken üzerinden yol almaya çalışmasın. Paratoner çubuklarının uçlarının sivri olmasının nedeni ise elektriksel yüklerin uçlarda toplanması ve küçük çaplı yapılarda daha büyük bir elektrik alan oluÅŸmasıdır. Elektrik alanın yüksek olması enerjinin o bölge üzerinden akışını kolaylaÅŸtırır.
GörüldüÄŸü gibi paratoner sisteminin amacı yıldırımı çekmek deÄŸil o bölgeye düÅŸen yıldırımında yüklenen enerjinin izleyebileceÄŸi güvenli bir yol saÄŸlamaktır.
Kaynak:
â–ºstormhighway
â–ºscience.howstuffworks.com